气体分配装置及包含所述气体分配装置的基板加工装置的制造方法

文档序号:9434414阅读:310来源:国知局
气体分配装置及包含所述气体分配装置的基板加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体分配装置,且更具体而言,涉及一种能够通过利用双等离子体来提高基板上的工艺均匀性的气体分配装置以及一种包含所述气体分配装置的基板加工装置。
【背景技术】
[0002]—般而言,利用半导体工艺来制造半导体元件、显示元件、发光二极管或薄膜太阳能电池。半导体工艺包括:薄膜沉积工艺,用于在基板上沉积特定材料的薄膜;光刻工艺,用于利用光阻剂来暴露出或覆盖所述薄膜的选定区;以及蚀刻工艺,用于移除及图案化选定区中的所述薄膜。半导体工艺被重复执行多次,以形成所需的多层式结构。此种半导体工艺是在具有用于对应工艺的最佳环境的反应室内进行。
[0003]所述反应室包括用于支撑基板的基板支撑构件及用于注入工艺气体的气体分配部件、以及气体供应部件,所述基板支撑构件及所述气体分配部件被彼此面对地设置于所述反应室内,所述气体供应部件则位于所述反应室外并用于供应所述工艺气体。即,在所述反应室的内下侧,设置所述基板支撑构件以支撑基板,且在所述反应室的内上侧,设置所述气体分配部件以将由气体供应部件供应的工艺气体注入至所述基板上。此处,举例而言,薄膜沉积工艺可同时供应至少一种工艺气体以形成薄膜(CVD方法)、或者依序向反应室中供应至少两种工艺气体(ALD方法)。此外,随着基板变得越来越大,需要在基板的整个区域上沉积或蚀刻薄膜,以保持工艺均匀性。为此,已广泛地利用一种能够将工艺气体均匀地注入至宽的区上的淋浴头型气体分配装置。此种淋浴头型的实例揭示于韩国专利申请早期公开第 2008-0020202 号中。
[0004]此外,可利用用于使工艺气体活化及等离子体化的等离子体装置来制造高集成化及小型化的半导体元件。等离子体装置通常根据等离子体化方法而被分类成电容耦合等离子体(capacitive coupled plasma, CCP)装置及电感親合等离子体(inductive coupledplasma, ICP)装置。所述CCP装置在反应室中具有电极,且所述ICP装置具有天线,所述天线设置于反应室外部,所述反应室被施加电源,从而可在所述反应室内产生工艺气体的等离子体。此种CCP型等离子体装置揭示于韩国专利早期公开第1997-0003557号中,且ICP型等离子体装置揭示于韩国专利早期公开第10-0963519号中。
[0005]同时,由于工艺气体的等离子体是在反应室内产生,因而可能会因热量及等离子体而出现故障等,例如厚度小于20nm的薄膜可被所述等离子体损坏。为解决此类限制,开发出远程等离子体(remote plasma),其在反应室外产生工艺气体的等离子体并将所述等离子体供应至所述反应室中。此外,已进行了其中利用双等离子体源(dual plasmasource)来使因等离子体造成的损坏最小化的研究。然而,由双等离子体产生源产生的工艺气体的等离子体可能不会均匀地约束于基板上,因而使工艺均匀性受到限制。

【发明内容】

[0006]本发明提供一种能够防止因等离子体而对基板造成损坏的基板加工装置。
[0007]本发明还提供一种能够将通过双等离子体而活化的工艺气体均匀地分配至基板上、且据此能够提高基板上的工艺均匀性的气体分配装置以及一种包含所述气体分配装置的基板加工装置。
[0008]根据示例性实施例,一种气体分配装置包括在垂直方向上分隔开的第一区与第二区;在第一区中,可注入自外部供应至第一区的第一工艺气体,且接着将其激发至等离子体状态,且在第二区中,注入自外部被激发至等离子体状态后供应的第二工艺气体,且接着容置(accommodate)所述第二工艺气体。
[0009]上述气体分配装置还可包括在垂直方向上彼此间隔开的上板、中间板及下板,其中所述上板与所述中间板之间的空间是所述第二区,且所述中间板与所述下板之间的空间是所述第一区。
[0010]所述中间板可被施加射频电力,所述下板可被接地,且可在所述中间板与所述下板之间提供绝缘构件。
[0011]上述气体分配装置可包括在垂直方向上彼此间隔开的上板、中间板及下板,其中所述上板与所述中间板之间的空间是所述第一区,且所述中间板与所述下板之间的空间是所述第二区。
[0012]所述上板可被施加射频电力,所述中间板可被接地,且在所述上板与所述中间板之间提供绝缘构件。
[0013]上述气体分配装置还可包括自所述中间板穿透所述下板的多个注入喷嘴。
[0014]所述中间板可形成有多个第一贯穿孔,所述多个喷嘴穿过所述多个第一贯穿孔,且所述下板可形成有:多个第二贯穿孔,所述多个喷嘴穿过所述多个第二贯穿孔;以及多个第三贯穿孔,所述多个第三贯穿孔将工艺气体注入所述中间板与所述下板之间的区中。
[0015]所述第二贯穿孔与所述第三贯穿孔可被形成为相同的尺寸及数目。
[0016]可在所述中间板的所述第一贯穿孔的上部设置有台阶部,所述台阶部所具有的直径大于所述第一贯穿孔的直径,且所述注入喷嘴的上部可由所述台阶部支撑。
[0017]上述气体分配装置还可包括盖板,所述盖板具有一个表面接触所述中间板的上表面且所述盖板中形成有多个贯穿孔。
[0018]上述气体分配装置还可包括扩散板,所述扩散板设置于所述上板与所述中间板之间且在所述扩散板中形成有多个贯穿孔。
[0019]上述气体分配装置还可包括间隙调整构件,所述间隙调整构件设置于所述绝缘构件的上侧及下侧的至少一个部分上并与所述绝缘构件具有相同的形状。
[0020]在另一不例性实施例中,一种基板加工装置包括:反应室,具有预定反应空间;基板支撑部件,设置于所述反应室内以支撑基板;气体分配部件400,设置成面对所述基板支撑构件且所述气体分配部件中包括在垂直方向上分隔开的第一区与第二区,其中在第一区中,注入自外部供应至第一区的第一工艺气体,且接着将其激发至等离子体状态,且在第二区中,注入自外部被激发至等离子体状态后供应的第二工艺气体,且接着容置所述第二工艺气体;以及等离子体产生部件,用于在所述反应室外及所述气体分配部件内产生工艺气体的等离子体。
[0021]上述基板加工装置还可包括工艺气体供应部件,所述工艺气体供应部件包括向所述第一区供应所述第一工艺气体的第一工艺气体供应管及向所述第二区供应所述第二工艺气体的第二工艺气体供应管。
[0022]上述基板加工装置还可包括在垂直方向上彼此间隔开的上板、中间板及下板,其中所述上板与所述中间板之间的空间是所述第二区,且所述中间板与所述下板之间的空间是所述第一区。
[0023]所述中间板可被施加射频电力,所述下板可被接地,且可在所述中间板与所述下板之间提供绝缘构件。
[0024]上述基板加工装置还可包括在垂直方向上彼此间隔开的上板、中间板及下板,其中所述上板与所述中间板之间的空间是所述第一区,且所述中间板与所述下板之间的空间是所述第二区。
[0025]所述上板可被施加射频电力,所述中间板可被接地,且可在所述上板与所述中间板之间提供绝缘构件。
[0026]上述基板加工装置还可包括自所述中间板穿过所述下板的多个注入喷嘴。
[0027]所述等离子体产生部件可包括:ICP型第一等离子体产生部件,用于在所述气体分配部件内产生等离子体;以及ICP型、螺旋波型、及远程等离子体型等离子体产生部件中的至少一个第二等离子体产生部件,用于在所述反应室外产生等离子体。
[0028]上述基板加工装置还可包括磁场产生部件,所述磁场产生部件设置于所述反应室内以在所述基板支撑构件与所述气体分配部件之间的反应空间中产生磁场。
[0029]所述磁场产生部件可包括第一磁体及第二磁体,所述第一磁体及所述第二磁体在其之间设置有所述反应空间且具有彼此相反的极性。
[0030]上述基板加工装置还可包括过滤器部件,所述过滤器部件设置于所述气体分配部件与所述基板支撑构件之间,以阻挡所述工艺气体的所述等离子体的一部分。
【附图说明】
[0031]结合附图阅读以下说明,可更详细地理解示例性实施例,附图中:
[0032]图1为说明根据实施例的基板加工装置的示意性剖视图。
[0033]图2为根据示例性实施例的气体分配装置的分解透视图。
[0034]图3为根据示例性实施例的气体分配装置的局部分解剖视图。
[0035]图4为根据另一示例性实施例
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